Cieľom tohto príspevku je zhrnúť niekoľko mesiacov výskumu a testovania. Bolo by skvelé, keby sa každý podelil o svoje výsledky a myšlienky s cieľom zdokonaliť túto cestu syntézy.
Všetky činidlá, ktoré budem používať, sa pravdepodobne dajú nájsť v každom obchode s elektrotechnikou, okrem heliónu, ktorý sa dá pomerne ľahko kúpiť na mnohých rôznych webových stránkach, pretože to nie je sledovaný prekurzor. Myslím, že sa dá dokonca kúpiť na amazone ako flagrance.
Podstata tejto syntézy spočíva v premene helionalu (cas:1205-17-0) na kyselinu helionovú (cas:77269-66-0, kyselina 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-yl)-2-metylpropánová), potom sa táto kyselina premení na helionamid (cas:858215-05-1, alfa-metyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid) a nakoniec sa vykoná Hofmannovo preskupenie, aby sa získala MDA freebáza.
Výhodou tejto syntézy je, že je voľne predajná, a teda nevyžaduje hydroxylamín, používa nízko toxické a lacné produkty. Okrem toho problémom, s ktorým sa často stretávame pri inom spôsobe, je zväčšenie rozsahu Beckmannovej prestavby, čo často vedie k získaniu oleja, ktorý sa vo väčšom rozsahu komplikovane čistí. (na základe mojich skúseností a toho, čo som čítal)
Toto bude veľmi dlhý príspevok, pretože sa budem snažiť všetko podrobne rozobrať, takže ak máte otázku alebo problém, pravdepodobne v tomto príspevku nájdete riešenie.
Radšej vás upozorňujem, že ja osobne som sa z nejakého dôvodu zasekol pri poslednom kroku, ale že teoreticky a podľa mnohých príspevkov úspešných ľudí je úplne možné uspieť a získať finálny produkt v dobrej výťažnosti.
Prvý krok, oxidácia heliónu na kyselinu heliónovú:
61,5 g helionalu sa zmieša s 216 ml acetónu a 80 g NaHCO3 za stáleho miešania v 1 l kadičke. (Tip: NaHCO3 pridávajte ako posledný a po troškách, aby ste nezablokovali magnetické miešadlo). Potom sa za miešania postupne pridáva roztok oxónu (110,8 g oxónu v približne 450 ml vody). Môžete to robiť po kvapkách pomocou kvapkacieho lievika alebo kadičky. Keďže reakcia je exotermická, môže dôjsť k varu acetónu. Ak je príliš horúci, prestaňte pridávať oxón a nechajte reakciu vrátiť na izbovú teplotu. Počas pridávania môžete použiť ľadový kúpeľ, ale ak ste opatrní, funguje to rovnako dobre aj pri izbovej teplote.
Ja zvyčajne končím s pridávaním roztoku oxónu po 1 hodine. Potom ho nechám reagovať približne 2 až 3 hodiny. Prostredníctvom TLC som mohol určiť, že všetko zreagovalo po 3 hodinách.
Po 3 hodinách roztok okyslite HCl, aby sa kyselina vyzrážala (biele soli na dne kadičky nie sú náš produkt, ale draselné soli z oxónu). Pridávajte, kým sa nič nezrazí (približne pH 1 - 2). Buďte opatrní, pretože časť nezreagovaného NaHCO3 zostane a uvoľní sa CO2. Vo väčšine prípadov sa nezrážalo nič okrem oranžového "oleja", ktorý stúpal na povrch zvyšku roztoku. Je to náš produkt, ktorý nakoniec stuhne. Ak ho chcete prinútiť stuhnúť, môžete ho na niekoľko hodín vložiť do chladničky, ale to nefunguje vždy. Najlepšia metóda, ktorú som našiel, je dať kadičku do mrazničky, kým všetko neztuhne, a potom ju nechať stuhnúť na izbovú teplotu. To, čo zostane pevné, je náš výrobok so soľami síranu draselného.
Prefiltrujte, aby ste získali žltú pevnú látku znečistenú draselnými soľami, a potom umiestnite práškovú pevnú látku do kadičky so 400 ml až 500 ml vody na miešanie. Tým sa rozpustí všetka kontaminácia draselnými soľami. Potom už stačí len prefiltrovať, aby ste získali žltú tuhú látku
Takto si môžete ponechať kyselinu heliónovú, ale dôrazne vám odporúčam, aby ste následne vykonali aspoň acidobázické čistenie, inak bude krok čistenia amidu (ešte) komplikovanejší. Na tento účel si pripravte roztok NaOH (približne 13 g v 150 ml vody). Počkajte, kým sa roztok ochladí, a potom po troškách pridávajte kyselinu. Ak bude roztok príliš horúci, namiesto bielej/svetlohnedej kyseliny dostanete tmavohnedú. Potom premyte vodnú fázu (obsahujúcu konjugovanú bázu kyseliny heliónovej) éterom alebo DCM (dáva najlepšie výsledky). Ak ich nemáte k dispozícii, postačí ťažký benzín alebo akékoľvek iné apolárne rozpúšťadlo. Potom obnovte vodnú fázu a okyslite ju HCl. Vaša kyselina sa vyzráža. Ak sa roztok zmení na biely, ale nevidíte žiadne zrazeniny, použite rovnakú techniku ako vyššie (mraznička). Vo všeobecnosti však stačí umiestniť kadičku do chladničky. Potom prefiltrujte a máte svoju kyselinu.
Môžete rekryštalizovať vo vode alebo etanole, aby ste získali skutočne čistú kyselinu, ktorá tvorí krásne biele kryštály, ale je to dosť nepríjemné, pretože kyselina nie je veľmi rozpustná v horúcej vode (povedal by som, že okolo 10 g/l pri 90 °C) a toto základné čistenie kyseliny stačí na to, aby ste neskôr získali slušné výsledky.
Teplota topenia čistej kyseliny heliónovej je približne 77 °C. Výťažok: 80 % - 90 %
Poznámky k syntéze :
-Keď okyslíte roztok, namiesto toho, aby sa vytvoril "olej", kyselina môže zmeniť roztok na biely bez zrážania, takže jednoducho roztok zmrazte ako zvyčajne.
- Reakčná zmes sa zmení na žltú, keď pridáte oxón, a potom opäť na oranžovú/hnedú. Je to normálne a je to spôsobené tým, že vytvorená kyselina/nečistoty menia farbu v závislosti od pH.
-Skúšal som demineralizovanú vodu, vodu z vodovodu a destilovanú vodu a nezdalo sa, že by to malo nejaký vplyv na reakciu (myslel som si, že ióny vo vode z vodovodu by mohli zničiť oxón, ale nebolo to tak).
- Vždy pridajte prebytok NaHCO3, ako sa odporúča v mojej syntéze. Ak sa pH stane kyslým, keď ešte nezreagoval všetok oxón, riskujete tvorbu nestabilného a výbušného TATP. Toho sa však nebojte: ak budete všetko dodržiavať do písmena, bude to v poriadku.
- Oxón je v skutočnosti trojitá soľ: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. Druh, ktorý nás tu zaujíma, je KHSO5. Takže to musíme vziať do úvahy pri výpočte potrebných mólov oxónu (čo sme tu urobili).
-NaHCO3 zabráni tomu, aby sa pH stalo kyslým. Bude reagovať s kyslosťou oxónu a so vzniknutou heliónovou kyselinou, čím ju premení na jej konjugovanú zásadu. NaHCO3 je tiež veľmi slabá zásada, ktorá zabezpečuje, aby pH nebolo príliš zásadité. Pri zásaditom pH nie je oxón stabilný (pH = 9, pH, pri ktorom je oxón najmenej stabilný).
-Oxón je možné zakúpiť v oddelení bazénov v obchodoch s domácimi potrebami. Pozrite si msds alebo zoznam zloženia na výrobku.
-Syntéza je ľahko škálovateľná, ale pri väčšom rozsahu by som odporúčal vedro so studenou vodou na správne ochladenie Rm.
-Trikrát som skúšal etanol ako rozpúšťadlo a zdá sa, že vytvára etylester kyseliny heliónovej a iné produkty v závislosti od pH. Nezakopával som hlbšie, takže vám nemôžem povedať viac. Ale možno by sme mohli vytvoriť amid z tohto esteru jednoduchšie ako mojou súčasnou metódou (močovina + kyselina boritá + kyselina heliónová).
Nečistá žltá kyselina:
Rekryštalizovaná kyselina
Druhý krok, syntéza helionamidu
Vyskúšal som dva spôsoby: Najprv som previedol kyselinu helionovú na jej príslušnú amónnu soľ a potom som ju zahrial. Bolo to neúspešné.
Druhý spôsob fungoval, hoci rozpracovanie tejto reakcie je nočná mora a myslím si, že sa to dá ľahko zlepšiť, ak máte nejaké nápady.
Postupoval som podľa publikácie "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
V podstate triturujú 5 min - 10 min zmes močoviny, kyseliny karboxylovej, kyseliny boritej a potom to celé zahrievajú 15 min - 30 min v kadičke pri teplote 160 °C - 180 °C. Keď sa reakcia skončí, zistíte, že sa resolidifikuje (močovina, kyselina heliónová a kyselina boritá sa topia pri 180 °C).
Čo je zvláštne, pretože helionamid sa topí pri 123 °C. Predpokladám, že je to spôsobené vodíkovými väzbami, ktoré môžu amidy vytvárať. Uvidíte, že tvorí skôr gél ako pevnú látku. Nemyslím si, že triturácia je skutočne potrebná, pretože všetko sa topí pri 180 °C. Ak však zahrejete na teplotu približne 160 °C - 170 °C, predpokladám, že je to vhodné, pretože kyselina boritá sa topí pri teplote 171 °C. Triturácia zmesi spôsobí zníženie teploty topenia. Kyselina boritá nie je potrebná, ale odporúča sa, pretože výrazne zlepšuje výťažky.
Skúšal som zahrievanie 4 hodiny a 11 hodín pri 180 °C s miešaním bez kyseliny boritej a dosiahol som výťažky od 22 % do 50 %. Rozpracovanie však bolo hororom, pretože čím dlhšie čakáte, tým viac močoviny tvorí všetky druhy kondenzačných produktov.
V mojom prípade zmes čiastočne stuhla až po približne 1 h 30 minútach pri 180 °C za miešania. Zistil som však (možno to bola len náhoda), že zahriatím na 170 °C všetko stuhne po 2 hodinách. Vo všeobecnosti po 30 minútach neztuhne nič, alebo dokonca len časť, preto som v reakcii pokračoval aj po 30 min. Napriek tomu som túto syntézu ešte úplne nezvládol, a preto je vaša pomoc pri jej optimalizácii veľmi vítaná.
Takto to zvyčajne robím :
g kyseliny helionovej * 1,5 = množstvo močoviny, g kyseliny * 0,4 = množstvo kyseliny boritej.
Tým vzniká veľký molárny prebytok močoviny a uvažujem o jeho prípadnom znížení, keď budem dosahovať dobré výťažky podľa postupu uvedeného v publikácii.
Potom som dal 3 do kadičky s magnetickým miešadlom a zahrial na 170 °C. Keď všetko stuhne alebo 3/4 z toho (asi 2 hodiny), nechám to vrátiť na izbovú teplotu, potom pridám asi 10 ml - 20 ml 15 % roztoku amoniaku a 100 ml - 200 ml vody. Potom zmes zahrievam, kým sa nerozpustí, a nechám ju vrátiť na izbovú teplotu, aby sa vyzrážal amid, ktorý je za studena málo rozpustný. A práve tu mám veľký problém pri vypracovávaní. Amid sa nechce zrážať a ja musím väčšinu pridanej vody odparovať, ale všetko naraz stuhne. Použitie etanolu nie je o nič lepšie. A zakaždým musím amid zrážať, potom ho niekoľkokrát rekryštalizovať vo vode a etanole a len niekedy súhlasí, aby sa zrážal ako tuhá látka a nie ako olej. Myslím, že je to spôsobené tým, že nečistoty veľmi znižujú teplotu topenia amidu. V skutočnosti sa hnedá pevná látka topila pri teplote okolo 70 °C. Po prečistení sa biela pevná látka s približne rovnakou hmotnosťou topila pri 123 °C. Myslím si, že to je čiastočný dôvod vzniku oleja pri rekryštalizácii v etanole/horkej vode.
V knihe "Jednoduchá príprava amidov z kyselín a amínov zahrievaním ich zmesi" sa píše:
" Zistili sme, že optimálne podmienky pyrolýzy zmesi amidov a karboxylových kyselín sú 160 - 180 °C počas 10 - 30 minút. Dlhodobé zahrievanie môže spôsobiť tvorbu značného množstva dechtu, zatiaľ čo pri krátkodobom zahrievaní dochádza k inkopolymerovej reakcii. "
Ale takmer rovnaké problémy som mal s Work Up, keď som reakciu robil len 30 min a nie všetko stuhlo.
Ďalší postup zahŕňa zahrievanie 1 mólu kyseliny karboxylovej s 0,5 mólu močoviny pri 160 °C počas 4 hodín. Neskúšal som ho, ale podľa patentu dáva pomerne čistý produkt, hoci výťažky sú len 50 %. " SPOJENÉ ŠTÁTY 2 109 941 PATENTOVÝ ÚRAD 2 109 94. PRÍPRAVA AMIDOV "
Videl som ľudí, ktorí extrahovali amid pomocou zmesi vriaceho benzínu a etylacetátu. Môže to byť zaujímavé, ale mojím cieľom je použiť čo najmenej organického rozpúšťadla. Neskúšal som to, pretože momentálne nemám po ruke žiadny etylacetát.
Ak budete amid zahrievať dostatočne dlho (180 °C), začne sublimovať a vytvorí krásne dlhé biele kryštály. Bohužiaľ, trvá to veľmi dlho a ja som po 11 hodinách získal len 400 mg kryštálov.
Pozrel som si spôsob, akým ľudia vyrábali benzamid z kyseliny benzoovej, a príliš sa nelíši od toho môjho, napriek tomu funguje pre benzamid veľmi dobre. Na youtube je niekoľko videí, ak sa chcete pozrieť.
Takže si myslím, že reakcia funguje dobre, ale je tu priestor na zlepšenie, pokiaľ ide o počet použitých molov močoviny. Napriek tomu je však potrebné tento postup naozaj zlepšiť. Ten, ktorý je uvedený v publikácii, nefunguje ani pri použití čistej kyseliny.
Reakčná zmes po stuhnutí:
Biely amidový prášok:
Rekryštalizovaný amid:
Sublimovaný amid:
Tretí krok, voľná báza MDA
Tu mám problém: moje výnosy sú nulové.
Postupoval som podľa postupu TCCA z publikácie "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
syntetizovaného z helionalu" a nefungovalo to. Som si istý svojím amidom. Pokúsil som sa tiež urobiť reakciu pri 18 °C, pretože pri 0 °C sa vraj chloroamid tvorí príliš pomaly. Ani to nefungovalo. Tak som titroval bielidlo bez prísad a použil ho pre môjho Hofmanna a po všetkej tej práci hore som nedostal nič.
Keď som syntetizoval pomocou TCCA pri 0 °C, roztok sa po zahriatí na 75 °C sfarbil na oranžovo. Bol tam charakteristický zápach bez ohľadu na to, ktorý spôsob syntézy som zvolil, ale zakaždým som skončil s ničím.
Ešte zvláštnejšie je, že dochádza k uvoľňovaniu CO2, ale potom už nič. Som si istý, že nedošlo ku kontaminácii močovinou, takže sa netvorí hydrazín. Nechám reakciu bežať týždeň pri izbovej teplote a uvidíme, či niečo získam.
Možno je bezpodmienečne potrebné kozolvent, napríklad etanol. Mnohí ľudia však uspeli aj bez neho, ale tvrdia, že pri použití TCCA potrebujú etanol ako kozolvent. (Vytvoríte derivát karbamátu, ale ten sa následne hydrolyzuje na MDA).
Z publikácie :
Syntéza s použitím kyseliny trichlórizokyanurovej. α-Metyl-1,3-benzo
dioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) sa rozpustil vo vode
(14 ml), po kvapkách sa pridal NaOH (1,45 ml, 10,61 mmol) a miešalo sa
15 min na ľade pri teplote 0 ◦ C. Kyselina trichlórizokyanurová (149,9 mg,
0,65 μmol) a reakčná zmes sa ponechala na ľade pri teplote 0 ◦ C
reakčná zmes sa potom upravila na izbovú teplotu
teplotu, potom na 75 ◦C a udržiavala sa 30 min. Reakčná zmes sa
preliala do oddeľovacieho lievika a extrahovala dichlórmetánom
(3 × 30 ml). Organická vrstva sa premyla deionizovanou vodou
(25 ml) a soľným roztokom (25 ml), vysušila sa nad bezvodým síranom sodným a
prefiltrovaná vo vákuu. Organické vrstvy sa spojili a rozpúšťadlo
bolo odstránené pomocou rotačnej odparky. Pri syntéze zo surového
α-metyl-1,3-benzodioxol-5-propanamidu bol konečným produktom
čiernohnedá zemina (270,3 - 382,2 mg). Pri syntéze z prečisteného
α-metyl-1,3-benzodioxol-5-propanamidu bol konečný produkt
hnedý transparentný olej (286,4 - 351,5 mg)
Syntéza s použitím chlórnanu sodného. Prečistený α-metyl-1,3-
benzodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) rozpustený vo vode
(14 ml) sa po kvapkách pridal NaOH (1,45 ml, 10,61 mmol) a miešal sa
15 min na ľade pri teplote 0 ◦ C. Roztok chlórnanu sodného (6,4 ml,
94,3 mmol) a reakčná zmes sa ponechala na ľade pri teplote 0 ◦ C
reakčná zmes sa potom upravila na izbovú teplotu
C a potom na 75 ◦ C a udržiavala sa 30 min. Reakčná zmes sa
preliala do oddeľovacieho lievika a extrahovala dichlórmetánom
(3 × 30 ml). Organická vrstva sa potom premyla deionizovanou vodou
(25 ml) a soľným roztokom (25 ml), vysušila sa nad bezvodým síranom sodným a
prefiltrovaná vo vákuu. Organické vrstvy sa spojili a rozpúšťadlo
bolo odstránené pomocou rotačnej odparky. Konečným produktom bola čierna
hnedá zemina (248,1 - 293,3 mg).
Pri spracovaní som vyskúšal extrakciu ťažkým benzínom alebo DCM a buď splynovanie s HCl, alebo trituráciu s vodnou HCl a odparenie vodnej fázy. V oboch prípadoch som nedostal nič. Ak niekto niekedy uskutočnil túto reakciu, rád by som sa o nej dozvedel.
Takže dva veľké problémy, ktoré mám v súčasnosti, sú vypracovanie druhého kroku a tretej reakcie. Napriek tomu si myslím, že táto syntéza je veľmi optimálna.
Preto dúfam, že sa nám ju podarí spoločne vylepšiť.
Neváhajte ma upozorniť na moje chyby a podeliť sa o svoje skúsenosti, ak ste túto syntézu robili.
Ak sa chcete pozrieť sami, tu sú všetky zdroje, ktoré som použil počas svojho výskumu:
"(Branko S. Jursic* a Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148)
"Analýza produktov pyrolýzy močoviny pri teplote 132,5-190 °C"
" Priama tvorba amidov medzi karboxylovými kyselinami a amínmi: (CHARVILLE, HAYLEY)
"SYNTÉZA AMIDOV BEZ ROZPÚŠŤADLA - NOVÁ TECHNIKA" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"UNITED STATES 2,109,941 PATENT OFFICE2,109,94.PREPARATION OF AMIDES"
"Facile Oxidation of Aldehydes to Acidsand Esters with Oxone" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist a Babak Borhan)
"Oxidácia aldehydov pomocou Oxone® vo vodnom acetóne" (Kevin S. Webb a Stephen J. Ruszkay)
"Výnosy Hofmannovho preskupenia" (Hofmann Rearrangement Yields) Vespiary
"FACILE ONE-POT CONVERSION OF ALDEHYDES INTO AMIDES results" The Vespiary
"Neobvyklá tajná laboratórna syntéza 3,4-metyléndioxyamfetamínu (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Analýza nečistôt MDA syntetizovaného z neobmedzených zlúčenín" (Katherine Cooper)
"Izotopová frakcionácia počas syntézy MDMA.HCl z helionalu" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Profilovanie organických nečistôt 3,4-metyléndioxyamfetamínu (MDA) syntetizovaného z helionalu" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Existuje aj množstvo ďalších zdrojov, ale tie by tu neboli relevantné. Ak nemôžete nájsť publikácie, môžem vám poskytnúť ich DOI.
Všetky činidlá, ktoré budem používať, sa pravdepodobne dajú nájsť v každom obchode s elektrotechnikou, okrem heliónu, ktorý sa dá pomerne ľahko kúpiť na mnohých rôznych webových stránkach, pretože to nie je sledovaný prekurzor. Myslím, že sa dá dokonca kúpiť na amazone ako flagrance.
Podstata tejto syntézy spočíva v premene helionalu (cas:1205-17-0) na kyselinu helionovú (cas:77269-66-0, kyselina 3-(2H-1,3-benzodioxol-5-yl)-2-metylpropánová), potom sa táto kyselina premení na helionamid (cas:858215-05-1, alfa-metyl-1,3-benzodioxol-5-propanamid) a nakoniec sa vykoná Hofmannovo preskupenie, aby sa získala MDA freebáza.
Výhodou tejto syntézy je, že je voľne predajná, a teda nevyžaduje hydroxylamín, používa nízko toxické a lacné produkty. Okrem toho problémom, s ktorým sa často stretávame pri inom spôsobe, je zväčšenie rozsahu Beckmannovej prestavby, čo často vedie k získaniu oleja, ktorý sa vo väčšom rozsahu komplikovane čistí. (na základe mojich skúseností a toho, čo som čítal)
Toto bude veľmi dlhý príspevok, pretože sa budem snažiť všetko podrobne rozobrať, takže ak máte otázku alebo problém, pravdepodobne v tomto príspevku nájdete riešenie.
Radšej vás upozorňujem, že ja osobne som sa z nejakého dôvodu zasekol pri poslednom kroku, ale že teoreticky a podľa mnohých príspevkov úspešných ľudí je úplne možné uspieť a získať finálny produkt v dobrej výťažnosti.
Prvý krok, oxidácia heliónu na kyselinu heliónovú:
61,5 g helionalu sa zmieša s 216 ml acetónu a 80 g NaHCO3 za stáleho miešania v 1 l kadičke. (Tip: NaHCO3 pridávajte ako posledný a po troškách, aby ste nezablokovali magnetické miešadlo). Potom sa za miešania postupne pridáva roztok oxónu (110,8 g oxónu v približne 450 ml vody). Môžete to robiť po kvapkách pomocou kvapkacieho lievika alebo kadičky. Keďže reakcia je exotermická, môže dôjsť k varu acetónu. Ak je príliš horúci, prestaňte pridávať oxón a nechajte reakciu vrátiť na izbovú teplotu. Počas pridávania môžete použiť ľadový kúpeľ, ale ak ste opatrní, funguje to rovnako dobre aj pri izbovej teplote.
Ja zvyčajne končím s pridávaním roztoku oxónu po 1 hodine. Potom ho nechám reagovať približne 2 až 3 hodiny. Prostredníctvom TLC som mohol určiť, že všetko zreagovalo po 3 hodinách.
Po 3 hodinách roztok okyslite HCl, aby sa kyselina vyzrážala (biele soli na dne kadičky nie sú náš produkt, ale draselné soli z oxónu). Pridávajte, kým sa nič nezrazí (približne pH 1 - 2). Buďte opatrní, pretože časť nezreagovaného NaHCO3 zostane a uvoľní sa CO2. Vo väčšine prípadov sa nezrážalo nič okrem oranžového "oleja", ktorý stúpal na povrch zvyšku roztoku. Je to náš produkt, ktorý nakoniec stuhne. Ak ho chcete prinútiť stuhnúť, môžete ho na niekoľko hodín vložiť do chladničky, ale to nefunguje vždy. Najlepšia metóda, ktorú som našiel, je dať kadičku do mrazničky, kým všetko neztuhne, a potom ju nechať stuhnúť na izbovú teplotu. To, čo zostane pevné, je náš výrobok so soľami síranu draselného.
Prefiltrujte, aby ste získali žltú pevnú látku znečistenú draselnými soľami, a potom umiestnite práškovú pevnú látku do kadičky so 400 ml až 500 ml vody na miešanie. Tým sa rozpustí všetka kontaminácia draselnými soľami. Potom už stačí len prefiltrovať, aby ste získali žltú tuhú látku
Takto si môžete ponechať kyselinu heliónovú, ale dôrazne vám odporúčam, aby ste následne vykonali aspoň acidobázické čistenie, inak bude krok čistenia amidu (ešte) komplikovanejší. Na tento účel si pripravte roztok NaOH (približne 13 g v 150 ml vody). Počkajte, kým sa roztok ochladí, a potom po troškách pridávajte kyselinu. Ak bude roztok príliš horúci, namiesto bielej/svetlohnedej kyseliny dostanete tmavohnedú. Potom premyte vodnú fázu (obsahujúcu konjugovanú bázu kyseliny heliónovej) éterom alebo DCM (dáva najlepšie výsledky). Ak ich nemáte k dispozícii, postačí ťažký benzín alebo akékoľvek iné apolárne rozpúšťadlo. Potom obnovte vodnú fázu a okyslite ju HCl. Vaša kyselina sa vyzráža. Ak sa roztok zmení na biely, ale nevidíte žiadne zrazeniny, použite rovnakú techniku ako vyššie (mraznička). Vo všeobecnosti však stačí umiestniť kadičku do chladničky. Potom prefiltrujte a máte svoju kyselinu.
Môžete rekryštalizovať vo vode alebo etanole, aby ste získali skutočne čistú kyselinu, ktorá tvorí krásne biele kryštály, ale je to dosť nepríjemné, pretože kyselina nie je veľmi rozpustná v horúcej vode (povedal by som, že okolo 10 g/l pri 90 °C) a toto základné čistenie kyseliny stačí na to, aby ste neskôr získali slušné výsledky.
Teplota topenia čistej kyseliny heliónovej je približne 77 °C. Výťažok: 80 % - 90 %
Poznámky k syntéze :
-Keď okyslíte roztok, namiesto toho, aby sa vytvoril "olej", kyselina môže zmeniť roztok na biely bez zrážania, takže jednoducho roztok zmrazte ako zvyčajne.
- Reakčná zmes sa zmení na žltú, keď pridáte oxón, a potom opäť na oranžovú/hnedú. Je to normálne a je to spôsobené tým, že vytvorená kyselina/nečistoty menia farbu v závislosti od pH.
-Skúšal som demineralizovanú vodu, vodu z vodovodu a destilovanú vodu a nezdalo sa, že by to malo nejaký vplyv na reakciu (myslel som si, že ióny vo vode z vodovodu by mohli zničiť oxón, ale nebolo to tak).
- Vždy pridajte prebytok NaHCO3, ako sa odporúča v mojej syntéze. Ak sa pH stane kyslým, keď ešte nezreagoval všetok oxón, riskujete tvorbu nestabilného a výbušného TATP. Toho sa však nebojte: ak budete všetko dodržiavať do písmena, bude to v poriadku.
- Oxón je v skutočnosti trojitá soľ: 2KHSO5-KHSO4-K2SO4. Druh, ktorý nás tu zaujíma, je KHSO5. Takže to musíme vziať do úvahy pri výpočte potrebných mólov oxónu (čo sme tu urobili).
-NaHCO3 zabráni tomu, aby sa pH stalo kyslým. Bude reagovať s kyslosťou oxónu a so vzniknutou heliónovou kyselinou, čím ju premení na jej konjugovanú zásadu. NaHCO3 je tiež veľmi slabá zásada, ktorá zabezpečuje, aby pH nebolo príliš zásadité. Pri zásaditom pH nie je oxón stabilný (pH = 9, pH, pri ktorom je oxón najmenej stabilný).
-Oxón je možné zakúpiť v oddelení bazénov v obchodoch s domácimi potrebami. Pozrite si msds alebo zoznam zloženia na výrobku.
-Syntéza je ľahko škálovateľná, ale pri väčšom rozsahu by som odporúčal vedro so studenou vodou na správne ochladenie Rm.
-Trikrát som skúšal etanol ako rozpúšťadlo a zdá sa, že vytvára etylester kyseliny heliónovej a iné produkty v závislosti od pH. Nezakopával som hlbšie, takže vám nemôžem povedať viac. Ale možno by sme mohli vytvoriť amid z tohto esteru jednoduchšie ako mojou súčasnou metódou (močovina + kyselina boritá + kyselina heliónová).
Nečistá žltá kyselina:
Rekryštalizovaná kyselina
Druhý krok, syntéza helionamidu
Vyskúšal som dva spôsoby: Najprv som previedol kyselinu helionovú na jej príslušnú amónnu soľ a potom som ju zahrial. Bolo to neúspešné.
Druhý spôsob fungoval, hoci rozpracovanie tejto reakcie je nočná mora a myslím si, že sa to dá ľahko zlepšiť, ak máte nejaké nápady.
Postupoval som podľa publikácie "SOLVENT FREE SYNTHESIS OF AMIDE A NOVEL TECHNIQUE".
V podstate triturujú 5 min - 10 min zmes močoviny, kyseliny karboxylovej, kyseliny boritej a potom to celé zahrievajú 15 min - 30 min v kadičke pri teplote 160 °C - 180 °C. Keď sa reakcia skončí, zistíte, že sa resolidifikuje (močovina, kyselina heliónová a kyselina boritá sa topia pri 180 °C).
Čo je zvláštne, pretože helionamid sa topí pri 123 °C. Predpokladám, že je to spôsobené vodíkovými väzbami, ktoré môžu amidy vytvárať. Uvidíte, že tvorí skôr gél ako pevnú látku. Nemyslím si, že triturácia je skutočne potrebná, pretože všetko sa topí pri 180 °C. Ak však zahrejete na teplotu približne 160 °C - 170 °C, predpokladám, že je to vhodné, pretože kyselina boritá sa topí pri teplote 171 °C. Triturácia zmesi spôsobí zníženie teploty topenia. Kyselina boritá nie je potrebná, ale odporúča sa, pretože výrazne zlepšuje výťažky.
Skúšal som zahrievanie 4 hodiny a 11 hodín pri 180 °C s miešaním bez kyseliny boritej a dosiahol som výťažky od 22 % do 50 %. Rozpracovanie však bolo hororom, pretože čím dlhšie čakáte, tým viac močoviny tvorí všetky druhy kondenzačných produktov.
V mojom prípade zmes čiastočne stuhla až po približne 1 h 30 minútach pri 180 °C za miešania. Zistil som však (možno to bola len náhoda), že zahriatím na 170 °C všetko stuhne po 2 hodinách. Vo všeobecnosti po 30 minútach neztuhne nič, alebo dokonca len časť, preto som v reakcii pokračoval aj po 30 min. Napriek tomu som túto syntézu ešte úplne nezvládol, a preto je vaša pomoc pri jej optimalizácii veľmi vítaná.
Takto to zvyčajne robím :
g kyseliny helionovej * 1,5 = množstvo močoviny, g kyseliny * 0,4 = množstvo kyseliny boritej.
Tým vzniká veľký molárny prebytok močoviny a uvažujem o jeho prípadnom znížení, keď budem dosahovať dobré výťažky podľa postupu uvedeného v publikácii.
Potom som dal 3 do kadičky s magnetickým miešadlom a zahrial na 170 °C. Keď všetko stuhne alebo 3/4 z toho (asi 2 hodiny), nechám to vrátiť na izbovú teplotu, potom pridám asi 10 ml - 20 ml 15 % roztoku amoniaku a 100 ml - 200 ml vody. Potom zmes zahrievam, kým sa nerozpustí, a nechám ju vrátiť na izbovú teplotu, aby sa vyzrážal amid, ktorý je za studena málo rozpustný. A práve tu mám veľký problém pri vypracovávaní. Amid sa nechce zrážať a ja musím väčšinu pridanej vody odparovať, ale všetko naraz stuhne. Použitie etanolu nie je o nič lepšie. A zakaždým musím amid zrážať, potom ho niekoľkokrát rekryštalizovať vo vode a etanole a len niekedy súhlasí, aby sa zrážal ako tuhá látka a nie ako olej. Myslím, že je to spôsobené tým, že nečistoty veľmi znižujú teplotu topenia amidu. V skutočnosti sa hnedá pevná látka topila pri teplote okolo 70 °C. Po prečistení sa biela pevná látka s približne rovnakou hmotnosťou topila pri 123 °C. Myslím si, že to je čiastočný dôvod vzniku oleja pri rekryštalizácii v etanole/horkej vode.
V knihe "Jednoduchá príprava amidov z kyselín a amínov zahrievaním ich zmesi" sa píše:
" Zistili sme, že optimálne podmienky pyrolýzy zmesi amidov a karboxylových kyselín sú 160 - 180 °C počas 10 - 30 minút. Dlhodobé zahrievanie môže spôsobiť tvorbu značného množstva dechtu, zatiaľ čo pri krátkodobom zahrievaní dochádza k inkopolymerovej reakcii. "
Ale takmer rovnaké problémy som mal s Work Up, keď som reakciu robil len 30 min a nie všetko stuhlo.
Ďalší postup zahŕňa zahrievanie 1 mólu kyseliny karboxylovej s 0,5 mólu močoviny pri 160 °C počas 4 hodín. Neskúšal som ho, ale podľa patentu dáva pomerne čistý produkt, hoci výťažky sú len 50 %. " SPOJENÉ ŠTÁTY 2 109 941 PATENTOVÝ ÚRAD 2 109 94. PRÍPRAVA AMIDOV "
Videl som ľudí, ktorí extrahovali amid pomocou zmesi vriaceho benzínu a etylacetátu. Môže to byť zaujímavé, ale mojím cieľom je použiť čo najmenej organického rozpúšťadla. Neskúšal som to, pretože momentálne nemám po ruke žiadny etylacetát.
Ak budete amid zahrievať dostatočne dlho (180 °C), začne sublimovať a vytvorí krásne dlhé biele kryštály. Bohužiaľ, trvá to veľmi dlho a ja som po 11 hodinách získal len 400 mg kryštálov.
Pozrel som si spôsob, akým ľudia vyrábali benzamid z kyseliny benzoovej, a príliš sa nelíši od toho môjho, napriek tomu funguje pre benzamid veľmi dobre. Na youtube je niekoľko videí, ak sa chcete pozrieť.
Takže si myslím, že reakcia funguje dobre, ale je tu priestor na zlepšenie, pokiaľ ide o počet použitých molov močoviny. Napriek tomu je však potrebné tento postup naozaj zlepšiť. Ten, ktorý je uvedený v publikácii, nefunguje ani pri použití čistej kyseliny.
Reakčná zmes po stuhnutí:
Biely amidový prášok:
Rekryštalizovaný amid:
Sublimovaný amid:
Tretí krok, voľná báza MDA
Tu mám problém: moje výnosy sú nulové.
Postupoval som podľa postupu TCCA z publikácie "Organic impurity profiling of 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA)
syntetizovaného z helionalu" a nefungovalo to. Som si istý svojím amidom. Pokúsil som sa tiež urobiť reakciu pri 18 °C, pretože pri 0 °C sa vraj chloroamid tvorí príliš pomaly. Ani to nefungovalo. Tak som titroval bielidlo bez prísad a použil ho pre môjho Hofmanna a po všetkej tej práci hore som nedostal nič.
Keď som syntetizoval pomocou TCCA pri 0 °C, roztok sa po zahriatí na 75 °C sfarbil na oranžovo. Bol tam charakteristický zápach bez ohľadu na to, ktorý spôsob syntézy som zvolil, ale zakaždým som skončil s ničím.
Ešte zvláštnejšie je, že dochádza k uvoľňovaniu CO2, ale potom už nič. Som si istý, že nedošlo ku kontaminácii močovinou, takže sa netvorí hydrazín. Nechám reakciu bežať týždeň pri izbovej teplote a uvidíme, či niečo získam.
Možno je bezpodmienečne potrebné kozolvent, napríklad etanol. Mnohí ľudia však uspeli aj bez neho, ale tvrdia, že pri použití TCCA potrebujú etanol ako kozolvent. (Vytvoríte derivát karbamátu, ale ten sa následne hydrolyzuje na MDA).
Z publikácie :
Syntéza s použitím kyseliny trichlórizokyanurovej. α-Metyl-1,3-benzo
dioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) sa rozpustil vo vode
(14 ml), po kvapkách sa pridal NaOH (1,45 ml, 10,61 mmol) a miešalo sa
15 min na ľade pri teplote 0 ◦ C. Kyselina trichlórizokyanurová (149,9 mg,
0,65 μmol) a reakčná zmes sa ponechala na ľade pri teplote 0 ◦ C
reakčná zmes sa potom upravila na izbovú teplotu
teplotu, potom na 75 ◦C a udržiavala sa 30 min. Reakčná zmes sa
preliala do oddeľovacieho lievika a extrahovala dichlórmetánom
(3 × 30 ml). Organická vrstva sa premyla deionizovanou vodou
(25 ml) a soľným roztokom (25 ml), vysušila sa nad bezvodým síranom sodným a
prefiltrovaná vo vákuu. Organické vrstvy sa spojili a rozpúšťadlo
bolo odstránené pomocou rotačnej odparky. Pri syntéze zo surového
α-metyl-1,3-benzodioxol-5-propanamidu bol konečným produktom
čiernohnedá zemina (270,3 - 382,2 mg). Pri syntéze z prečisteného
α-metyl-1,3-benzodioxol-5-propanamidu bol konečný produkt
hnedý transparentný olej (286,4 - 351,5 mg)
Syntéza s použitím chlórnanu sodného. Prečistený α-metyl-1,3-
benzodioxol-5-propanamid (0,4 g, 1,92 mmol) rozpustený vo vode
(14 ml) sa po kvapkách pridal NaOH (1,45 ml, 10,61 mmol) a miešal sa
15 min na ľade pri teplote 0 ◦ C. Roztok chlórnanu sodného (6,4 ml,
94,3 mmol) a reakčná zmes sa ponechala na ľade pri teplote 0 ◦ C
reakčná zmes sa potom upravila na izbovú teplotu
C a potom na 75 ◦ C a udržiavala sa 30 min. Reakčná zmes sa
preliala do oddeľovacieho lievika a extrahovala dichlórmetánom
(3 × 30 ml). Organická vrstva sa potom premyla deionizovanou vodou
(25 ml) a soľným roztokom (25 ml), vysušila sa nad bezvodým síranom sodným a
prefiltrovaná vo vákuu. Organické vrstvy sa spojili a rozpúšťadlo
bolo odstránené pomocou rotačnej odparky. Konečným produktom bola čierna
hnedá zemina (248,1 - 293,3 mg).
Pri spracovaní som vyskúšal extrakciu ťažkým benzínom alebo DCM a buď splynovanie s HCl, alebo trituráciu s vodnou HCl a odparenie vodnej fázy. V oboch prípadoch som nedostal nič. Ak niekto niekedy uskutočnil túto reakciu, rád by som sa o nej dozvedel.
Takže dva veľké problémy, ktoré mám v súčasnosti, sú vypracovanie druhého kroku a tretej reakcie. Napriek tomu si myslím, že táto syntéza je veľmi optimálna.
Preto dúfam, že sa nám ju podarí spoločne vylepšiť.
Neváhajte ma upozorniť na moje chyby a podeliť sa o svoje skúsenosti, ak ste túto syntézu robili.
Ak sa chcete pozrieť sami, tu sú všetky zdroje, ktoré som použil počas svojho výskumu:
"(Branko S. Jursic* a Zoran Zdravkovski Department of Chemistry, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148)
"Analýza produktov pyrolýzy močoviny pri teplote 132,5-190 °C"
" Priama tvorba amidov medzi karboxylovými kyselinami a amínmi: (CHARVILLE, HAYLEY)
"SYNTÉZA AMIDOV BEZ ROZPÚŠŤADLA - NOVÁ TECHNIKA" (CHIRAGKUMAR J GOHIL1, MALLESHAPPA N NOOLVI)
"UNITED STATES 2,109,941 PATENT OFFICE2,109,94.PREPARATION OF AMIDES"
"Facile Oxidation of Aldehydes to Acidsand Esters with Oxone" (Benjamin R. Travis, Meenakshi Sivakumar, G. Olatunji Hollist a Babak Borhan)
"Oxidácia aldehydov pomocou Oxone® vo vodnom acetóne" (Kevin S. Webb a Stephen J. Ruszkay)
"Výnosy Hofmannovho preskupenia" (Hofmann Rearrangement Yields) Vespiary
"FACILE ONE-POT CONVERSION OF ALDEHYDES INTO AMIDES results" The Vespiary
"Neobvyklá tajná laboratórna syntéza 3,4-metyléndioxyamfetamínu (MDA)" (Terry A. Dal Cason, Charlotte A. Corbett a, Peter K. Poole a, James A. de Haseth, David K. Gouldthorpe)
"Analýza nečistôt MDA syntetizovaného z neobmedzených zlúčenín" (Katherine Cooper)
"Izotopová frakcionácia počas syntézy MDMA.HCl z helionalu" (Justin Cormick, James F. Carter, Timothy Currie, Carney Matheson, Sarah L. Cresswell)
"Profilovanie organických nečistôt 3,4-metyléndioxyamfetamínu (MDA) syntetizovaného z helionalu" (Alexandra L. Mercieca , Harrison C. Fursman , Morgan Alonzo, Scott Chadwick , AndrewM. McDonagh)
Existuje aj množstvo ďalších zdrojov, ale tie by tu neboli relevantné. Ak nemôžete nájsť publikácie, môžem vám poskytnúť ich DOI.